用于使光学元件热变形的方法和设备与流程

本发明涉及用于使光学元件热变形的方法和设备。更具体地，所述方法和设备涉及使光学元件热变形以校正像差。

背景技术：

1、光刻设备是被构造成将所需的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于(例如)集成电路(ic)的制造中。例如，光刻设备可以将图案形成装置(例如，掩模)处的图案投影于被设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

2、为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定可以形成在衬底上的特征的最小大小。相比于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有在4nm至20nm的范围内的波长(例如6.7nm或13.5nm)的极紫外(euv)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小特征。

3、用于将来自图案形成装置的所述图案成像至所述衬底上的投影系统可引发投影图像的波前中的一些像差。

4、在所述图案投影至所述衬底上期间，所述投影系统将变热，并且这将使所述投影系统的成像性质发生漂移。在euv光刻中，这种现象被称为反射镜加热。

5、虽然针对euv辐射反射优化了所述投影系统中的反射镜，但euv(以及带外)能量的相当大部分被吸收到反射镜中且被转换成热。这种加热造成反射镜的材料中的热应力，从而导致所述反射镜的变形。这些变形最终造成所述投影系统中的像差，从而导致成像误差。另外，直接地或间接地加热可以在诸如透镜、衬底夹具、图案形成装置(即掩模版或掩模)或图案形成装置夹具之类的其它部件的材料中造成热应力。

6、本发明的目的是提供一种用于避免或减轻与现有技术相关联的一个或更多个问题的对像差进行校正的方法。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供一种使光学元件热变形的方法，所述光学元件包括热膨胀系数与温度有关的材料，所述方法包括：

2、将热传递至所述光学元件或从所述光学元件传递热以建立所述光学元件的温度设定点，使得所述热膨胀系数具有非零值，和

3、加热所述光学元件以产生所述光学元件的热变形。

4、根据本发明的所述第一方面的所述方法可以具有将所需的热变形引入到所述光学元件中的优点，所需的热变形可以用于至少部分地校正像差，例如由在所述光刻设备la中所应用的其它光学元件所造成的像差。

5、在实施例中，所述光学元件的所述温度设定点被建立从而使得所述热膨胀系数具有预定非零值。

6、在实施例中，热变形可以例如被应用于所述光学元件的多个区中的一个或更多个区中。

7、在实施例中，热交换器被应用以将所述热传递至所述光学元件或从所述光学元件传递热。这种热交换器可以例如包括散热件。通过将热传递至所述光学元件或从所述光学元件传递热，可以设置所述光学元件的温度。如所设置的所述光学元件的温度可以与例如用于控制所述热交换器的温度设定点相关联。所述温度设定点可以例如用于控制被施加在所述热交换器中的调节流体的温度。

8、在实施例中，加热所述光学元件包括选择性地加热所述光学元件。

9、在实施例中，所述加热器被应用以选择性地加热所述光学元件。

10、在实施例中，选择性地加热所述光学元件包括选择性地加热所述光学元件的多个区中的一个或更多个区，以在所述光学元件的所述多个区中的所述一个或更多个区处产生所述热变形。

11、在实施例中，热膨胀系数的正负号在所述加热器的加热启用范围的大部分或全部内对于所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区的材料的大部分或全部是相同的。

12、在实施例中，所述热膨胀系数在零点交叉温度处大致为零和/或所述热膨胀系数具有随温度变化的局部最小值。

13、在实施例中，使用至少被部分地集成在所述光学元件中的热交换器来实现将热传递至所述光学元件或从所述光学元件传递热。这种热交换器因而可以冷却或加热所述光学元件，以便所述光学元件具有所需的热膨胀系数。

14、在实施例中，所述热交换器包括被集成在所述光学元件中的通道，所述通道被配置成接收流体以用于与所述光学元件交换热。在实施例中，被施加于所述热交换器中的流体可以例如是诸如水之类的液体。

15、在实施例中，本发明提供使光学元件热变形的方法，所述光学元件包括热膨胀系数在零点交叉温度的情况下下为零的材料，所述方法包括：使用散热件从所述光学元件传递热以建立所述光学元件的多个区中的一个或更多个区的一个或更多个温度设定点，使得所述热膨胀系数的正负号在所述加热器的加热启用范围的大部分或全部内对于所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区的材料的大部分或全部是相同的；和使用所述加热器在所述加热启用范围内选择性地加热所述光学元件的所述多个区中的一个或更多区以在所述光学元件的所述多个区中的一个或更多处产生热变形。

16、这可以具有在使用所述光刻设备la期间引入相对应的热变形至所述光学元件以校正例如由所述光刻设备la的其它光学元件所造成的像差的优点。

17、所述方法还可以包括建立所述一个或更多个温度设定点，使得来自所述加热器的热的变化在所述加热器的所述加热启用范围的大部分或全部内导致所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区在-10nm至+10nm范围内的所述热变形的变化。

18、所述一个或更多个温度设定点可以被建立使得来自所述加热器的热的变化在所述加热器的所述加热启用范围的大部分或全部内导致所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区的所述热变形的相对较大变化。

19、所述一个或更多个温度设定点可以被建立以使得热载荷与变形之间的关系具有足够的灵敏度以提供热操纵的相对良好范围。温度设定点与零点交叉温度之间的较大偏差可能导致较大灵敏度。

20、所述一个或更多个温度设定点可以被建立使得在所述加热器的所述加热启用范围的大部分或全部内在温度与所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区的热变形之间存在近似线性相关性。所述热变形可以被视为与所述光学元件的光学表面垂直的变形。

21、为了光学元件操纵，衬底之间的泽尼克致动步长可以是大约0.01nm。

22、所述方法还可以包括建立所述一个或更多个温度设定点，使得所述热膨胀系数具有在加热器的所述加热启用范围的大部分或全部内对于所述光学元件的所述多个区大致类似的一值。

23、所述方法还可以包括在距所述零点交叉温度的1℃至8℃的范围内建立所述一个或更多个温度设定点。

24、所述材料的所述零点交叉温度可以包括所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区的局部零点交叉温度，或所述光学元件的平均零点交叉温度。

25、所述一个或更多个温度设定点可以大于材料的所述零点交叉温度，或所述一个或更多个温度设定点可以小于材料的所述零点交叉温度。

26、所述光学元件可以包括光学表面。所述光学元件的所述多个区可以被限定在所述光学元件的所述光学表面与所述散热件之间。所述光学表面可以包括与所述多个区相对应的多个局部区段。

27、所述散热件的在与所述光学元件的所述光学表面相对的侧上的材料的零点交叉温度的变化可以被视为与所述多个区中相比是不太相关的。

28、所述散热件的在与所述光学元件的所述光学表面相对的侧上的对所述光学元件的所述热扰动可以被视为能够忽略的且可以不考虑。

29、所述方法还可以包括确定从所述加热器提供至所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区的热与所述光学元件的所述光学表面的相对应的一个或更多个局部区段的所得到的热变形之间的关系。

30、所述方法还可以包括使用由光学测量设备所获得的相对应的光学测量结果来校准所述加热器。

31、所述方法还可以包括使用由波前传感器所获得的相对应的波前像差测量结果来校准所述加热器。

32、所述方法还可以包括在所述光学元件的euv辐射曝光期间使用经校准的加热器以在光刻设备的操作期间操纵所述波前。

33、所述方法还可以包括使用来自加热器的热与所述光学元件的所述多个区中的所述一个或更多个区的所得到的热变形之间的经校准的关系以在使用所述光刻设备期间经由所述加热器引入相对应的热变形至所述光学元件的所述光学表面。这可以用于校正例如由所述光刻设备的其它光学元件所造成的像差。

34、所述方法还可以包括基于所提供的或所确定的零点交叉温度来确定所述一个或更多个温度设定点。

35、所述方法还可以包括通过建模来表征所述光学元件的所述光学表面的所述零点交叉温度的分布。

36、所述方法还可以包括设置所述散热件的冷却流体的温度以建立所述光学元件的所述一个或更多个温度设定点。

37、所述冷却流体的温度可以较高且所述一个或更多个温度设定点可以小于材料的所述零点交叉温度或所述冷却流体的温度可以较低且所述一个或更多个温度设定点可以大于材料的所述零点交叉温度。即，所述冷却流体的温度和所述一个或更多个温度设定点可以相对于材料的所述零点交叉温度的不同侧。

38、所述冷却流体的温度可以与材料的所述零点交叉温度大致相同并且所述一个或更多个温度设定点可以小于或大于材料的所述零点交叉温度。

39、所述方法还可以包括加热所述光学元件的所述光学表面的与所述光学元件的所述多个区中的所述一个或更多个区相对应的一个或更多个局部区段。

40、所述热膨胀系数可以随所述光学元件的温度而变化，且所述光学元件温度可以随所述冷却流体温度而变化。可以通过将所述冷却流体的温度设置成充分地远离所述光学元件的材料的所述零点交叉温度而建立所述一个或更多个温度设定点。

41、可以考虑所述零点交叉温度tzc变化而将所述冷却流体的温度设置在与所述零点交叉温度tzc偏离的+/-0.5c、+/-1c或+/-2c的示例范围。

42、所述冷却流体的温度可以与所述平均零点交叉温度相等。这种情形可以不是优选的，这是因为当与其中所述冷却流体的温度被设置为远离所述零点交叉温度tzc的情况相比时这种情形可能需要额外的功率。

43、所述光学元件的所述多个区可以被限定在所述光学元件的所述光学表面与用于所述冷却流体的所述光学元件中的至少一个通道之间。

44、所述加热器可以包括具有被布置成相对应地加热所述光学元件的所述多个区中的所述一个或更多个区的多个分区的分区加热器。

45、每个分区可以具有每分区的加热致动范围。所述多个分区中的一个分区的所述加热启用范围可以是相同的或可以不同于所述多个分区中的另一分区。给定分区的致动范围可以在衬底水平处映射至波前像差的某些范围。

46、所述方法还可以包括使用由光学测量设备所获得的相对应的光学测量结果来校准所述分区加热器的所述多个分区。所述光学测量结果可以是由波前传感器所获得的波前像差测量结果。

47、所述方法还可以包括依次修改用于所述分区加热器的所述多个分区的功率和进行相对应的光学测量。即，所述功率针对所述分区加热器的所述多个分区一个接一个地改变。这可以确定如何通过所述光学元件的相对应的区的温度的改变来改变所述波前。

48、达到所述分区加热器的分区的功率与相对应的光学测量之间的关系可以用于波前的热操纵。

49、根据本发明的第二方面，提供一种设备，所述设备包括：

50、至少一个光学元件，所述至少一个光学元件包括热膨胀系数与温度有关的材料，

51、热交换器，所述热交换器被布置成将热传递至所述光学元件或从所述光学元件传递热以建立所述光学元件的温度设定点，使得所述热膨胀系数具有非零值，

52、加热器，所述加热器被布置成加热所述光学元件以产生所述光学元件的热变形。

53、根据本发明的所述设备可以有利地被应用以应用根据本发明的所述方法。

54、根据本发明的第二方面的所述设备可以具有使得能够将所需的热变形引入到所述光学元件中的优点，所需的热变形可以用于至少部分地校正像差，例如由在所述光刻设备la中所施加的其它光学元件所造成的像差。

55、在实施例中，所述光学元件的所述温度设定点被建立从而使得所述热膨胀系数具有预定非零值。

56、在实施例中，所述加热器被布置成选择性地加热所述光学元件。

57、在实施例中，所述加热器被布置成通过选择性地加热所述光学元件的多个区中的一个或更多个区来选择性地加热所述光学元件，以在所述光学元件的所述多个区中的所述一个或更多个区处产生所述热变形。

58、在实施例中，所述设备的加热器可以被配置成在所述加热器的加热启用范围内加热所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区。

59、在实施例中，所述热膨胀系数的正负号在所述加热器的所述加热启用范围的大部分或全部内对于所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区的材料的大部分或全部是相同的。

60、在实施例中，所述热膨胀系数在零点交叉温度处大致为零和/或所述热膨胀系数具有随温度变化的局部最小值。

61、在实施例中，所述设备的所述热交换器至少被部分地被集成在所述光学元件中。这种热交换器因而可冷却或加热所述光学元件，以便所述光学元件具有所需的热膨胀系数。

62、在实施例中，所述热交换器包括被集成在所述光学元件中的通道，所述通道被配置成接收流体以用于与所述光学元件交换热。在实施例中，被施加于所述热交换器中的流体可以例如是诸如水之类的液体。

63、在实施例中，提供一种设备，包括：至少一个光学元件，所述至少一个光学元件包括热膨胀系数在零点交叉温度为零的材料；散热件，所述散热件被布置成从所述光学元件传递热以建立所述光学元件的多个区中的一个或更多个区的一个或更多个温度设定点，使得所述热膨胀系数的所述正负号在加热器的加热启用范围的大部分或全部内对于所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区的材料的大部分或全部是相同的，所述加热器被布置成：在所述加热启用范围内选择性地加热所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区以在所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区处产生热变形。

64、所述一个或更多个温度设定点可以被建立以使得来自所述加热器的热的变化在所述加热器的所述加热启用范围的大部分或全部内导致所述光学元件的所述多个区中的一个或更多区的的所述热变形的在-10nm至+10nm的范围内的变化。所述光学元件可以包括光学表面。所述多个区可以被限定在所述光学表面与所述散热件之间。所述光学表面可以包括与所述多个区相对应的多个局部区段。所述加热器可以被布置成加热所述光学表面的所述多个局部区段的与所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区相对应的一个或更多个局部区段。

65、所述加热器可以包括产生所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区的热变形的电磁波源。

66、所述散热件可以包括用于传递通过所述光学元件中的至少一个通道的冷却流体。

67、所述光学元件的所述多个区可以被限定在所述光学元件的所述光学表面与用于所述冷却流体的所述光学元件中的至少一个通道之间。

68、所述加热器可以包括具有被布置成相对应地对所述光学元件的所述多个区中的一个或更多个区进行加热的多个分区的分区加热器。

69、所述光学元件可以是反射镜。

70、根据本发明的第三方面，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括被配置成投影辐射束以将图案从图案形成装置投影至衬底上的投影系统，其中，所述光刻设备包括如上文所描述的设备。

71、所述光刻设备可以是euv光刻设备且所述投影系统可以包括反射镜。